JP3360792B2 - Scanning probe microscope - Google Patents

Scanning probe microscope

Info

Publication number
JP3360792B2
JP3360792B2 JP02329897A JP2329897A JP3360792B2 JP 3360792 B2 JP3360792 B2 JP 3360792B2 JP 02329897 A JP02329897 A JP 02329897A JP 2329897 A JP2329897 A JP 2329897A JP 3360792 B2 JP3360792 B2 JP 3360792B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
sample
deviation signal
probe
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP02329897A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10206440A (en
Inventor
高史 森本
健 村山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP02329897A priority Critical patent/JP3360792B2/en
Publication of JPH10206440A publication Critical patent/JPH10206440A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3360792B2 publication Critical patent/JP3360792B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は走査型プローブ顕微
鏡に関し、特に、制御系の制御偏差を積極的に利用し、
比較的高速に探針を走査し、試料表面の情報を素早く捕
らえるのに適した走査型プローブ顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning probe microscope, and more particularly to a scanning probe microscope in which a control deviation of a control system is positively utilized.
The present invention relates to a scanning probe microscope suitable for scanning a probe at a relatively high speed and quickly capturing information on a sample surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】走査型プローブ顕微鏡(以下「SPM」
とも記す)は、先端の尖った探針(プローブ)を、試料
に対してナノメートル(nm)オーダまで接近させ、そ
のとき探針と試料との間に生じる原子間力等の物理的な
相互作用を測定することにより、試料表面の形状などを
原子寸法レベルで計測する装置である。その中でも走査
型原子間力顕微鏡(以下「AFM」とも記す)に代表さ
れる力顕微鏡は、カンチレバーと呼ばれる非常にバネ定
数の低い片持ち梁を用い、カンチレバー先端に備えた探
針と試料の間に作用する原子間力によるカンチレバーの
たわみ変形による変位量を検出することにより、試料表
面の凹凸形状を測定する装置である。
2. Description of the Related Art A scanning probe microscope (hereinafter "SPM")
Is referred to as a probe with a pointed tip approaching the sample to the order of nanometers (nm). At that time, physical interaction such as atomic force generated between the probe and the sample occurs. This device measures the shape of the sample surface and the like at the atomic dimension level by measuring the action. Among them, a force microscope represented by a scanning atomic force microscope (hereinafter also referred to as “AFM”) uses a cantilever having a very low spring constant and has a very low spring constant between a probe provided at the tip of the cantilever and a sample. This device measures the amount of displacement of the cantilever due to the bending deformation of the cantilever due to the atomic force acting on the sample, thereby measuring the uneven shape of the sample surface.

【0003】図5を参照して従来のAFMの代表的な機
械的要部の構成および制御系の構成を説明する。このA
FMは一般的なコンタクトモードのAFMである。この
AFMにより試料表面の形状を測定するときの動作は次
の通りである。
With reference to FIG. 5, a description will be given of a configuration of a typical mechanical main part of a conventional AFM and a configuration of a control system. This A
FM is a general contact mode AFM. The operation of measuring the shape of the sample surface by the AFM is as follows.

【0004】先端に探針51を有するカンチレバー52
で生じる変位は、レーザ光源53と光検出器54からな
る光テコと呼ばれる光学的変位検出装置により計測され
る。光テコは、AFMのカンチレバーの変位検出手段と
して一般的に広く用いられているものである。またトラ
イポッド55は、試料56を載置する試料台57を支持
する3軸(直交するX,Y,Zの各軸)方向の圧電素子
58a,58b(Y軸圧電素子は図示せず)を備え、X
Y方向の走査、および探針・試料間(またはカンチレバ
ー・試料間)の距離を制御するZ軸方向の動作を行うた
めの3次元アクチュエータである。
A cantilever 52 having a probe 51 at its tip
Is measured by an optical displacement detection device called an optical lever comprising a laser light source 53 and a photodetector 54. The optical lever is generally widely used as a cantilever displacement detecting unit of the AFM. The tripod 55 includes piezoelectric elements 58a and 58b (Y-axis piezoelectric elements are not shown) in three axes (X, Y, and Z axes orthogonal to each other) supporting a sample table 57 on which the sample 56 is mounted. , X
This is a three-dimensional actuator for performing scanning in the Y direction and operation in the Z-axis direction for controlling the distance between the probe and the sample (or between the cantilever and the sample).

【0005】試料56の表面形状を測定するときには、
探針51を備えるカンチレバー52を、図示しない接近
・退避機構により、試料56に対し原子間力が作用する
領域まで接近させる。その時、探針51が試料56の表
面から力を受け、カンチレバー52にたわみ変形が生じ
る。カンチレバー52にたわみ変形が生じると、減算器
59と制御回路60によって、光テコにより検出された
カンチレバー52のたわみ変形による変位量(探針51
の変位量)を表す変位信号s1と予め設定された設定値
s0との間の差としての偏差信号Δsが0となるよう
に、トライポッド55のZ軸方向の動作が制御される。
すなわち、カンチレバー52のたわみ変形による変位量
は常に設定値s0に一致するように制御され、そのた
め、探針51は試料56に対して一定の力で押しつけら
れた状態に保たれる。当該押し付け力が一定になるよう
に制御を行いながら、XY走査回路61によりトライポ
ッド55の各圧電素子を駆動して試料56の表面を走査
すると、Z軸方向の制御信号s2は試料表面の凹凸に応
じて変化する。その制御信号s2とXY走査回路61の
出力信号に基づいて、信号処理装置62で試料表面の凹
凸形状の情報を得ることができ、これによって表示装置
63に測定像を表示できる。
When measuring the surface shape of the sample 56,
The cantilever 52 having the probe 51 is brought closer to the region where the atomic force acts on the sample 56 by an approach / retreat mechanism (not shown). At this time, the probe 51 receives a force from the surface of the sample 56, and the cantilever 52 bends and deforms. When the bending deformation of the cantilever 52 occurs, the displacement amount (probe 51) due to the bending deformation of the cantilever 52 detected by the optical lever is detected by the subtractor 59 and the control circuit 60.
The displacement of the tripod 55 in the Z-axis direction is controlled such that the deviation signal Δs as the difference between the displacement signal s1 representing the displacement amount of the tripod and the preset set value s0 becomes zero.
That is, the amount of displacement of the cantilever 52 due to the bending deformation is controlled so as to always coincide with the set value s0. Therefore, the probe 51 is kept pressed against the sample 56 with a constant force. When the piezoelectric element of the tripod 55 is driven by the XY scanning circuit 61 to scan the surface of the sample 56 while controlling the pressing force to be constant, the control signal s2 in the Z-axis direction becomes uneven on the surface of the sample. Will change accordingly. Based on the control signal s2 and the output signal of the XY scanning circuit 61, the signal processing device 62 can obtain information on the uneven shape of the sample surface, thereby displaying a measurement image on the display device 63.

【0006】なお実際の装置では、上記制御信号s2の
変化する値を、試料56における走査範囲での各点の高
さ情報とし、高さに応じて例えば濃淡のコントラストを
付して表示画面に表示することにより、試料の測定領域
の形状を視覚的に表現するようにしている。
In an actual apparatus, a value at which the control signal s2 changes is used as height information of each point in the scanning range of the sample 56, and for example, a contrast of light and shade is added to the display screen according to the height. By displaying, the shape of the measurement area of the sample is visually represented.

【0007】またSPMの1つである走査型トンネル顕
微鏡(STM)では、探針・試料間の距離に応じて変化
するトンネル電流を検出し、このトンネル電流の値が予
め設定された値に一致するように探針・試料間の距離を
制御する。検出する物理量は異なるが、AFMと制御信
号は類似し、測定の原理はほぼ同一である。その他の種
類の走査型プローブ顕微鏡でも同様である。
A scanning tunneling microscope (STM), which is one of the SPMs, detects a tunnel current that changes according to the distance between a probe and a sample, and the value of the tunnel current matches a preset value. To control the distance between the probe and the sample. Although the detected physical quantities are different, the AFM and the control signal are similar, and the principle of measurement is almost the same. The same applies to other types of scanning probe microscopes.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】試料表面を観察する
際、従来のSPMでは、まず比較的大きな走査範囲で素
早く観察を行って目的とする観察場所を見つけ、その目
的の場所をより小さな走査範囲でより高い分解能で観察
し、必要に応じてさらに走査範囲を小さくし分解能をさ
らに高くして詳細な観察を行うといった手法が用いられ
ていた。このことは、一般的な光学顕微鏡に置き換えて
考えてみると、まず低倍率の対物レンズで広く大まかに
観察して目的とする場所を捕らえ、倍率を高くして、観
察目的の箇所の分解能を高めていく作業(ズーミング)
に相当する。
In observing the sample surface, in the conventional SPM, first, an observation is performed quickly in a relatively large scanning range to find a target observation location, and the target location is reduced to a smaller scanning range. For example, a technique of observing at a higher resolution, and further reducing the scanning range and further increasing the resolution to perform detailed observation as necessary has been used. Considering this as a substitute for a general optical microscope, first, observe the target place broadly and broadly with a low-magnification objective lens, increase the magnification, and increase the resolution of the target place for observation. Work to improve (zooming)
Is equivalent to

【0009】しかしながら、従来のSPMの制御系の構
成では、大きな走査範囲を高速に走査しようとすると、
探針と試料表面との距離を一定に保つ制御が試料表面の
凹凸の変化に追従できないという可能性が高くなる。探
針・試料間距離を一定に制御する制御信号を用いて試料
表面の情報を得るように構成された従来のSPMによれ
ば、制御が追従できないときには正確な測定を行うこと
はできない。場合によっては、試料表面の大まかな形状
を捕らえることすらできないこともあり得る。従って、
そのようなときには、走査速度を小さくし、ゆっくりと
時間をかけて測定しなければならず、大きな走査範囲を
素早く観察するといった目的を達成できない。
However, in the configuration of the conventional SPM control system, if a large scanning range is to be scanned at high speed,
There is a high possibility that the control for keeping the distance between the probe and the sample surface constant cannot follow the change in the unevenness of the sample surface. According to the conventional SPM configured to obtain information on the sample surface using a control signal for controlling the distance between the probe and the sample to be constant, accurate measurement cannot be performed when control cannot be followed. In some cases, it may not even be possible to capture the general shape of the sample surface. Therefore,
In such a case, the scanning speed must be reduced and the measurement must be performed slowly and slowly, and the purpose of quickly observing a large scanning range cannot be achieved.

【0010】またSPMにおいて、試料が傾いて試料台
に載置されるようなことは、ごく一般に起こり得ること
である。従来のSPMでは、試料表面の凹凸も、試料を
載置したときの傾きも、高さの変化に対応した制御信号
の変化として同じように計測される。従って、試料表面
の凹凸と試料の傾斜の両方を含んだ高さ情報が、例えば
白黒の濃淡情報として表示される。観察しようとする試
料表面の凹凸の大きさに対して試料の傾斜の方が相対的
に大きい場合には、観察結果として表示される像から
は、試料の傾斜のみが認識でき、表面の凹凸を反映した
濃淡のコントラストが認識できなくなり、問題である。
一般的にSPMで観察しようとする試料の凹凸は大きく
ても数μmであり、またnmレベルの凹凸を観察したい
場合も多い。従って、載置する試料の傾斜が試料表面の
凹凸よりも相対的に大きくなることは容易に起こり得る
ことである。
In the SPM, it is very common that the sample is inclined and placed on the sample table. In the conventional SPM, the unevenness of the sample surface and the inclination when the sample is placed are similarly measured as a change in the control signal corresponding to the change in height. Therefore, height information including both the unevenness of the sample surface and the inclination of the sample is displayed as, for example, black and white shading information. If the inclination of the sample is relatively larger than the size of the irregularities on the surface of the sample to be observed, only the inclination of the sample can be recognized from the image displayed as the observation result, and the irregularities on the surface can be recognized. This is a problem because the reflected contrast of light and shade cannot be recognized.
In general, the roughness of a sample to be observed by SPM is several μm at most, and it is often desired to observe the roughness at the nm level. Therefore, it can easily occur that the inclination of the sample to be mounted becomes relatively larger than the unevenness of the sample surface.

【0011】上記の問題に対処するために、従来では、
試料台に傾斜機構を備え、測定結果に基づいて試料の傾
斜をなくして再度測定するか、あるいは、測定終了後に
ソフトウェア的に試料の傾斜を補正する処理を行ってい
た。しかしながら、光学顕微鏡のズーミングを例にとっ
て説明したように、大きな走査範囲を素早く観察すると
いった目的のためには、そのような対策は適当でない。
In order to address the above problem, conventionally,
The sample stage is provided with a tilting mechanism, and based on the measurement result, the tilt of the sample is eliminated and the measurement is performed again, or a process of correcting the tilt of the sample by software after the measurement is performed. However, such a measure is not appropriate for the purpose of quickly observing a large scanning range, as described with the zooming of the optical microscope as an example.

【0012】さらに、SPMにおいて測定するのは3次
元の情報であり、従来では、前述の通り、所定の走査位
置における高さ情報に例えば白黒の濃淡を対応づけて表
示画面上に表示していた。その場合、表示のための特別
な演算処理などを必要としないため、走査しながらリア
ルタイムに測定結果を表示することができるという利点
があった。しかし、測定者が直感的に3次元の形状を認
識づらいという欠点があった。そこで、3次元の立体表
示を行い、直感的に形状を認識できるようにすることが
望まれる。
Further, what is measured in the SPM is three-dimensional information. Conventionally, as described above, for example, black and white shades are associated with height information at a predetermined scanning position on a display screen. . In this case, there is an advantage that a measurement result can be displayed in real time while scanning since no special calculation processing or the like for display is required. However, there is a disadvantage that it is difficult for the measurer to intuitively recognize the three-dimensional shape. Therefore, it is desired to perform three-dimensional stereoscopic display so that the shape can be intuitively recognized.

【0013】また大きな凹凸の中に相対的に小さな凹凸
が含まれるような形状を測定したとき、小さな凹凸に対
する濃淡のコントラストがほとんど認識できなくなり、
大きな凹凸しか認識できないような場合がある。
Further, when measuring a shape in which relatively small irregularities are included in the large irregularities, the contrast of the light and shade with respect to the small irregularities can hardly be recognized.
In some cases, only large irregularities can be recognized.

【0014】そこで従来は、測定終了後にソフトウェア
的に処理し、対応させて表示することにより3次元的な
立体表示を行っていた。例えば、測定された表面形状に
或る方向から光を照射した場合の光と影の状態を演算
し、陰影処理をして立体表示するというような処理が採
用された。そのような処理は一般的に用いられる手法で
あるので説明を省略するが、多くの演算を必要とするの
で、走査しながらリアルタイムで表示するのは困難であ
り、やはり光学顕微鏡のズーミングを例にとって説明し
たように、大きな走査範囲を素早く観察するといった目
的のためには適さない。
Therefore, conventionally, three-dimensional stereoscopic display has been performed by processing the data after the measurement is completed and displaying the data in correspondence. For example, a process of calculating the state of light and shadow when the measured surface shape is irradiated with light from a certain direction, performing shading processing, and performing three-dimensional display is employed. Such a process is a commonly used technique, and a description thereof will be omitted. However, since a large amount of computation is required, it is difficult to display the image in real time while scanning. As described, it is not suitable for the purpose of quickly observing a large scanning range.

【0015】本発明の目的は、前述の各問題点を解決
し、大きな走査範囲を素早く観察することができ、さら
に3次元的な立体表示を簡易にかつ短時間に行える走査
型プローブ顕微鏡を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a scanning probe microscope which can solve the above-mentioned problems, can observe a large scanning range quickly, and can easily and quickly perform three-dimensional stereoscopic display. Is to do.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段および作用】本発明(請求
項1に対応)に係る走査型プローブ顕微鏡は、上記の目
的を達成するため、試料に対向する探針と、試料と探針
の間の距離を変化させる変位手段(トライポッド等)
と、試料の表面に対して探針を相対的に移動させる走査
手段(XY走査回路)と、探針と試料の間に生じる物理
量に起因して探針に生じる変化量を検出する検出手段
(光テコの検出装置)と、当該変化量と基準設定値の差
を求め偏差信号を出力する演算手段(減算器)と、偏差
信号を入力し、当該偏差信号が適切条件を満たすように
変位手段の動作を制御する制御手段(制御回路)と、走
査手段と制御手段の各々から出力される信号を信号処理
し表示手段(表示装置)の画面に測定像を表示する信号
処理手段(信号処理装置の測定像作成処理部)を備えた
走査型プローブ顕微鏡であり、偏差信号と走査手段から
出力される信号とを用いて測定像を作成し、この測定像
を表示手段の画面に表示する偏差信号像作成手段(信号
処理装置の偏差信号像作成処理部)を備えるように構成
される。
In order to achieve the above object, a scanning probe microscope according to the present invention (corresponding to claim 1) has a probe facing a sample and a probe between the sample and the probe. Displacement means (tripods, etc.) for changing the distance of the object
Scanning means for moving the probe relative to the surface of the sample (XY scanning circuit); and detection means for detecting the amount of change in the probe caused by the physical quantity generated between the probe and the sample ( Optical lever detecting device), arithmetic means (subtractor) for obtaining a difference between the amount of change and a reference set value and outputting a deviation signal, and displacement means for inputting the deviation signal so that the deviation signal satisfies an appropriate condition. Control means (control circuit) for controlling the operation of the device, and signal processing means (signal processing apparatus) for processing signals output from each of the scanning means and the control means and displaying a measurement image on a screen of a display means (display device) The scanning probe microscope includes a deviation signal for generating a measurement image using the deviation signal and a signal output from the scanning unit, and displaying the measurement image on a screen of a display unit. Image creation means (deviation signal of signal processing device Configured with the creation processing unit).

【0017】上記の構成において、さらに好ましくは、
偏差信号の値の大小を色情報に対応させて測定像を作成
し、表示する。
In the above configuration, more preferably,
A measurement image is created and displayed by associating the magnitude of the value of the deviation signal with the color information.

【0018】上記の構成において、さらに、走査手段
は、制御手段による制御が追従不可状態となり、偏差信
号が生じるような高速な走査速度で走査を行うものであ
る。
In the above arrangement, the scanning means scans at such a high scanning speed that the control by the control means is in a state in which it cannot follow, and a deviation signal is generated.

【0019】走査型プローブ顕微鏡では、通常、大きな
走査範囲を高速に走査し、その結果制御が追従できない
場合には、制御信号を用いて測定像を得ても、測定誤差
が大きく十分に有効な情報を得られない。他方、測定誤
差として、表面形状に応じた制御に係る偏差信号が生じ
る。そこで本発明の走査型プローブ顕微鏡では、この偏
差信号を積極的に利用し、当該偏差信号を用いて試料表
面の形状が反映した測定像を作成し、表示する構成を備
えるようにした。例えば、所定の走査位置における偏差
信号の大小を色情報に対応させて表示するようにした。
より具体的に説明すると、例えば試料表面の走査範囲内
に何らかの凹凸があった場合には、大きく急峻な凹凸で
あれば大きな制御偏差(偏差信号)が生じ、小さくなだ
らかな凹凸であれば相対的に小さな制御偏差となり、ま
た平坦な所では制御偏差は生じない。従って、大きな走
査範囲を高速に走査した場合でも、本発明の走査型プロ
ーブ顕微鏡によれば、偏差信号を利用することにより、
表面の凹凸に対応した測定像を得ることができる。
In a scanning probe microscope, a large scanning range is usually scanned at high speed, and as a result, when control cannot be followed, even if a measurement image is obtained by using a control signal, a measurement error is large and is sufficiently effective. No information available. On the other hand, a deviation signal related to control according to the surface shape is generated as a measurement error. Therefore, the scanning probe microscope of the present invention has a configuration in which the deviation signal is positively used, and a measurement image reflecting the shape of the sample surface is created and displayed using the deviation signal. For example, the magnitude of the deviation signal at a predetermined scanning position is displayed in association with color information.
More specifically, for example, when there is some irregularity in the scanning range of the sample surface, a large control deviation (deviation signal) occurs if the irregularity is large, and if it is small, the relative irregularity is relatively large. And a control deviation does not occur in a flat place. Therefore, even when scanning a large scanning range at high speed, according to the scanning probe microscope of the present invention, by using the deviation signal,
A measurement image corresponding to the surface irregularities can be obtained.

【0020】また試料が傾いて載置された場合でも、例
えば走査範囲内に全く凹凸がなく平坦であったときに
は、高速に走査しても、試料の傾きは緩やかに変化する
信号成分であるので、制御は追従でき、制御偏差は生じ
ず、理論的には常に0である。従って本発明による走査
型プローブ顕微鏡では、傾き成分は表示されず、キャン
セルされ、傾きがなくかつ凹凸のない平坦な像として表
示される。また試料が傾いて載置され、その表面に何ら
かの凹凸があった場合でも、同様な理由により傾き成分
は表示されず、キャンセルされ、試料表面の凹凸に対応
した測定像のみを得ることができる。
Even when the sample is placed on an inclined plane, for example, if the scanning range is flat without any irregularities, even if scanning is performed at a high speed, the inclination of the sample is a signal component that changes slowly. , The control can follow, no control deviation occurs, and is theoretically always zero. Therefore, in the scanning probe microscope according to the present invention, the tilt component is not displayed, but is canceled, and is displayed as a flat image without tilt and without irregularities. Further, even when the sample is placed on an inclined surface and there is some unevenness on the surface, the tilt component is not displayed for the same reason, but is canceled, and only a measurement image corresponding to the unevenness on the sample surface can be obtained.

【0021】さらに、例えば単純な左右対称の凸形状を
走査した場合に生じる制御偏差について考察してみる。
凸形状の立ち上がりの部分(仮に左側とする)で生じる
制御偏差と、凸形状の立ち下がりの部分(仮に右側とす
る)で生じる制御偏差の符号は反対で、理論的には同じ
大きさの制御偏差が生じる。さらに凸形状の上の平坦な
部分および凸形状以外の平坦な部分では制御が追従でき
るので、理論的には制御偏差は0になる。本発明では、
そのように生じる制御偏差の信号値の大小を、例えば白
黒の濃淡に対応づけて表示すると、凸形状の左側は相対
的に白く、右側は相対的に黒く、それ以外の平坦な部分
はそれらの中間の濃度というコントラストがついて表示
される。そのような表示は、測定された凸形状の左側か
ら光を照射した(白く光って見えるはず)場合の状態を
演算し、右側が暗く影になっているような処理をして立
体表示するという従来の処理を行った像に実質的に等し
くなる。つまり本発明によれば、偏差信号を利用して従
来と同様に測定像を作成するだけで、そのような演算を
行うことなく、あたかも陰影処理を施したような測定像
を得ることができる。
Further, for example, consider the control deviation that occurs when scanning a simple symmetric convex shape.
The sign of the control deviation generated at the rising portion (provisionally left) of the convex shape is opposite to the sign of the control deviation generated at the falling portion (provisionally right) of the convex shape. Deviations occur. Further, since control can follow the flat portion on the convex shape and the flat portion other than the convex shape, the control deviation is theoretically zero. In the present invention,
When the magnitude of the signal value of the control deviation generated in such a manner is displayed in association with, for example, black and white shading, the left side of the convex shape is relatively white, the right side is relatively black, and the other flat portions are those flat portions. The image is displayed with a contrast of an intermediate density. Such a display calculates the state when light is irradiated from the left side of the measured convex shape (it should look like a white glow), performs processing such that the right side is dark and shaded, and displays it three-dimensionally. It is substantially equal to the image that has undergone conventional processing. In other words, according to the present invention, it is possible to obtain a measurement image as if it had been subjected to shading processing, by simply creating a measurement image using the deviation signal in the same manner as in the related art, without performing such calculations.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0023】図1は本発明に係るSPMの実施形態を示
す。本実施形態のSPMは、一例としてカンチレバーを
備えた力検出式のものであり、特に、コンタクトモード
のAFMの例を示している。またこのAFMでは、カン
チレバーのたわみ変形によって生じる変位量は一般的な
光テコの検出原理を利用して検出される。
FIG. 1 shows an embodiment of an SPM according to the present invention. The SPM of the present embodiment is of a force detection type having a cantilever as an example, and particularly shows an example of an AFM in a contact mode. Further, in this AFM, the displacement amount caused by the bending deformation of the cantilever is detected by using a general principle of detecting a lever.

【0024】図1において、試料11は、トライポッド
12に支持された試料台13の上に載置される。トライ
ポッド12は、試料台13を支持する3軸方向の圧電素
子すなわちX軸圧電素子14aとY軸圧電素子(図示せ
ず)とZ軸圧電素子14bを備え、XY方向の走査およ
び探針・試料間(またはカンチレバー・試料間)の距離
を制御するZ軸方向の駆動を行うための3次元アクチュ
エータである。試料11の上側には、当該試料11に対
向する探針15を先端に備えるカンチレバー16が配置
される。カンチレバー16の上方にはレーザ光源17と
光検出器18からなる光テコ(光学的変位検出装置)が
配置される。レーザ光源17から出射されたレーザ光1
7aはカンチレバー16の背面(鏡面)で反射され、光
検出器18に入射する。試料11と探針15は、試料1
1の表面と探針15の間で原子間力が作用する程度まで
接近した状態に保持されており、試料・探針間の距離が
変化すると原子間力が変化し、当該原子間力に応じてカ
ンチレバー16がたわみ変形する。カンチレバー16の
たわみ変形によりカンチレバー16で生じる変位量は、
光テコにより計測される。
In FIG. 1, a sample 11 is placed on a sample table 13 supported by a tripod 12. The tripod 12 includes a three-axis piezoelectric element that supports the sample table 13, that is, an X-axis piezoelectric element 14a, a Y-axis piezoelectric element (not shown), and a Z-axis piezoelectric element 14b. This is a three-dimensional actuator for driving in the Z-axis direction for controlling the distance between (or between the cantilever and the sample). On the upper side of the sample 11, a cantilever 16 having a probe tip 15 facing the sample 11 at the tip is arranged. Above the cantilever 16, an optical lever (optical displacement detection device) including a laser light source 17 and a photodetector 18 is arranged. Laser light 1 emitted from laser light source 17
7 a is reflected on the back surface (mirror surface) of the cantilever 16 and enters the photodetector 18. The sample 11 and the probe 15 are
1 and the probe 15 are kept close to each other to the extent that an atomic force acts, and when the distance between the sample and the probe changes, the interatomic force changes. The cantilever 16 bends and deforms. The amount of displacement generated in the cantilever 16 due to the bending deformation of the cantilever 16 is
It is measured with an optical lever.

【0025】図1において、試料11の表面の形状を測
定するときには、探針15を、周知の接近・退避機構
(図示せず)により試料11に対し原子間力が作用する
領域まで接近させる。そのとき、探針15が試料表面か
ら力を受け、カンチレバー16にたわみ変形が生じる。
光テコにより検出されたカンチレバー16の変位量(探
針15の変位量)は、光検出器18から変位信号s1と
して取り出される。減算器19では、予め設定された基
準となる設定値s0と上記変位信号s1の差が偏差信号
Δsとして演算される。当該偏差信号Δsは制御回路2
0に供給される。制御回路20は、トライポッド12の
Z軸方向の動作すなわちZ軸圧電素子14bを制御する
ものであり、減算器19から出力される上記偏差信号Δ
sが0になるように、制御信号s2を生成し、出力す
る。すなわち、この制御系では、カンチレバー16のた
わみ変形による変位量が常に設定値s0に一致するよう
に制御が行われる。これによって、探針15は試料11
の表面に対し一定の力で押付けられた状態に保たれる。
このように探針15を試料11に対して押付け力を一定
に保持する制御を行いながら、XY走査回路21により
トライポッド12を駆動して試料11の表面を探針15
で走査すると、Z軸方向の制御信号s2は試料11の表
面の凹凸形状に応じて変化する。
In FIG. 1, when measuring the shape of the surface of the sample 11, the probe 15 is brought close to a region where an atomic force acts on the sample 11 by a well-known approach / retreat mechanism (not shown). At that time, the probe 15 receives a force from the sample surface, and the cantilever 16 bends.
The displacement of the cantilever 16 (displacement of the probe 15) detected by the optical lever is extracted from the photodetector 18 as a displacement signal s1. In the subtracter 19, a difference between a preset set value s0 as a reference and the displacement signal s1 is calculated as a deviation signal Δs. The deviation signal Δs is supplied to the control circuit 2
0 is supplied. The control circuit 20 controls the operation of the tripod 12 in the Z-axis direction, that is, the Z-axis piezoelectric element 14b.
A control signal s2 is generated and output so that s becomes 0. That is, in this control system, control is performed such that the displacement amount due to the bending deformation of the cantilever 16 always matches the set value s0. As a result, the probe 15 moves the sample 11
Is kept pressed against the surface by a constant force.
As described above, the tripod 12 is driven by the XY scanning circuit 21 to control the pressing force of the probe 15 against the sample 11 to be constant, and the surface of the sample 11 is
, The control signal s2 in the Z-axis direction changes according to the uneven shape of the surface of the sample 11.

【0026】XY走査回路21は走査速度を決定する走
査駆動信号を出力する。従って、XY走査回路21は走
査速度を決定する働きを有する。
The XY scanning circuit 21 outputs a scanning drive signal for determining a scanning speed. Therefore, the XY scanning circuit 21 has a function of determining the scanning speed.

【0027】信号処理装置22は、コンピュータ等で構
成され、内部に用意されたプログラムによって機能手段
として実現された測定像作成処理部22aと偏差信号像
作成処理部22bを備えている。
The signal processing device 22 is composed of a computer or the like, and includes a measurement image creation processing unit 22a and a deviation signal image creation processing unit 22b realized as functional means by a program prepared inside.

【0028】上記の制御信号s2とXY走査回路21か
ら出力される走査駆動信号は信号処理装置22に入力さ
れ、さらに測定像作成処理部22aに入力される。測定
像作成処理部22aは、制御信号s2によって試料表面
の高さ情報を得ると共に、走査駆動信号から走査範囲に
おける位置情報(座標情報)を得、これらの情報に関す
るデータを組み合わせることにより測定像を描くための
データを作成し、このデータを用いて表示装置23の画
面に試料表面の凹凸情報に関する画像すなわち測定像を
表示する。当該測定像は測定者が視覚的に把握しやすい
ように作成され、表示される。例えば、制御信号s2に
よって得られる試料表面の凹凸の高さを白黒の濃淡に対
応づけて画面に表示する。
The control signal s2 and the scanning drive signal output from the XY scanning circuit 21 are input to a signal processing device 22, and further input to a measurement image creation processing unit 22a. The measurement image creation processing unit 22a obtains the height information of the sample surface by the control signal s2, obtains the position information (coordinate information) in the scanning range from the scanning drive signal, and combines the data relating to these information to generate the measurement image Data for drawing is created, and an image relating to the unevenness information on the sample surface, that is, a measurement image is displayed on the screen of the display device 23 using the data. The measurement image is created and displayed so that the measurer can easily grasp it visually. For example, the height of the unevenness on the sample surface obtained by the control signal s2 is displayed on the screen in association with the density of black and white.

【0029】さらに、本実施形態によるSPMの構成で
は、偏差信号ΔsとXY走査回路21から出力される走
査駆動信号が信号処理装置22の偏差信号像作成処理部
22bに入力されるように構成される。偏差信号像作成
処理部22bは、偏差信号Δsと走査駆動信号を用いて
偏差信号像を作成し、表示装置23に表示する。
Further, in the configuration of the SPM according to the present embodiment, the deviation signal Δs and the scanning drive signal output from the XY scanning circuit 21 are configured to be input to the deviation signal image creation processing section 22 b of the signal processing device 22. You. The deviation signal image creation processing unit 22b creates a deviation signal image using the deviation signal Δs and the scanning drive signal, and displays the image on the display device 23.

【0030】偏差信号Δsの値は、基準となる設定値s
0から、実際のカンチレバー16のたわみ変形による変
位量、すなわち変形量を引いた値であり、測定誤差に相
当する。偏差信号Δsは、カンチレバー16の変形量偏
差ということができる。また制御系がアナログ制御系で
あれば、扱う信号は電圧信号であり、偏差信号Δsは電
圧信号となる。偏差信号Δsは、制御系による制御が追
従できない場合に生じる。
The value of the deviation signal Δs is a reference value s
This is a value obtained by subtracting the actual displacement amount of the cantilever 16 due to the bending deformation, that is, the deformation amount from 0, and corresponds to a measurement error. The deviation signal Δs can be said to be the deformation amount deviation of the cantilever 16. If the control system is an analog control system, the signal to be handled is a voltage signal, and the deviation signal Δs is a voltage signal. The deviation signal Δs is generated when the control by the control system cannot follow.

【0031】図2は、或る試料をAFMにより実際に測
定し、信号処理装置22の測定像作成処理部22aによ
って、各測定点における制御信号s2の値の大小に応じ
て白黒の濃淡を対応づけて測定像を作成し、当該作成像
を表示装置23の画面に表示したものである。走査範囲
内の最も高い点に白を、最も低い点に黒を対応づけ、そ
の間を高さに応じた階調をつけて表示している。従来の
一般的なAFMでは、制御信号s2を利用してこのよう
な測定像が得られる。試料の表面には、縦0.3μm、
横0.6μmの楕円形の凹形状(窪み)があり、その窪
みの底面と窪み以外の部分はほぼ平坦である。従って、
楕円形の内側は黒く、それ以外の部分は白く表示されて
いる。また、この試料は、図中で左下より右上の方が
0.3μm程度低く傾いた状態で載置されている。従っ
て、左下は白く、右上は相対的に黒く表示されている。
FIG. 2 shows a case where a certain sample is actually measured by the AFM, and the measured image creation processing section 22a of the signal processing device 22 corresponds to the black and white shading according to the magnitude of the control signal s2 at each measurement point. In addition, a measurement image is created, and the created image is displayed on the screen of the display device 23. White is associated with the highest point in the scanning range and black is associated with the lowest point, and a gray scale corresponding to the height is displayed between the points. In a conventional general AFM, such a measurement image is obtained using the control signal s2. 0.3 μm vertical on the surface of the sample,
There is an elliptical concave shape (recess) having a width of 0.6 μm, and the bottom surface of the depression and portions other than the depression are substantially flat. Therefore,
The inside of the oval is black, and the rest is white. In addition, this sample is placed in a state where the upper right side is inclined about 0.3 μm lower than the lower left side in the figure. Therefore, the lower left is displayed white and the upper right is displayed relatively black.

【0032】図3は、図2の測定像を作成するために測
定データを用いて、図中右下の方向から光を照射した場
合の光と影の状態と、その時の視点が真上ではなく、や
や右下側に傾いた視点から見た場合の見え方とを演算
し、陰影処理をして立体表示したものである。右下から
光を照射した場合であるので、窪み部分の左側斜面が白
く光って見え、右側斜面の部分が黒く影になっている。
また載置した試料が左上から右下に向かって傾斜してい
る様子が分かる。さらには、図2では分かりづらかった
が、窪みの上側の部分に、僅かに凸部分(盛り上がり)
があることが、図3では十分に認識できる。それ以外に
も、左端に非常に小さな突起があること、窪みの斜面部
分の微妙な形状についても、図2では全く認識できない
が、図3では認識することができる。従来のAFMは、
以上述べたような、測定データを元にソフトウェア的に
処理して3次元表示する機能を一般的に備えている。そ
のような機能は、試料の表面形状を認識するのに非常に
有効である。
FIG. 3 shows the state of light and shadow when light is radiated from the lower right direction in the drawing, using the measurement data to create the measurement image of FIG. 2, and the viewpoint at that time is right above. Instead, it calculates the appearance when viewed from a viewpoint slightly inclined to the lower right side, performs shading processing, and stereoscopically displays the image. Since the light is irradiated from the lower right, the left slope of the hollow portion appears to glow white, and the right slope is shaded black.
It can also be seen that the placed sample is inclined from the upper left to the lower right. Furthermore, although it was difficult to understand in FIG. 2, a slightly convex portion (bump) was formed on the upper portion of the depression.
3 can be fully recognized in FIG. In addition, a very small protrusion on the left end and a delicate shape of the slope of the depression cannot be recognized at all in FIG. 2, but can be recognized in FIG. Conventional AFM is
As described above, the apparatus generally has a function of processing in a software manner based on the measurement data and displaying the data three-dimensionally. Such a function is very effective in recognizing the surface shape of the sample.

【0033】本実施形態では、前述の通り、信号処理装
置22内に偏差信号像作成処理部22bを備える。偏差
信号像作成処理部22bは偏差信号Δsを入力し、この
偏差信号Δsと、XY走査回路21の走査駆動信号と用
いて、表示装置23の画面に表示する。偏差信号像作成
処理部22bでは、各測定点における偏差信号Δsの値
の大小に応じて白黒の濃淡を対応づけ、偏差信号像を表
示するためのデータを作成する。偏差信号像を作成する
処理は、制御信号s2を用いて行っていた従来の測定像
作成処理と実質的に同様であり、特別に複雑な演算を必
要とするようなものではない。従って、従来の制御信号
s2に基づく測定像と同様、走査しながらリアルタイム
に制御系で生じる偏差信号Δsに基づく測定像を作成
し、表示することができる。
In this embodiment, as described above, the signal processing device 22 includes the deviation signal image creation processing section 22b. The deviation signal image creation processing unit 22b receives the deviation signal Δs, and displays the deviation signal Δs on the screen of the display device 23 using the deviation signal Δs and the scanning drive signal of the XY scanning circuit 21. The deviation signal image creation processing unit 22b associates black and white shading according to the magnitude of the deviation signal Δs at each measurement point, and creates data for displaying the deviation signal image. The process of creating the deviation signal image is substantially the same as the conventional measurement image creation process performed using the control signal s2, and does not require a particularly complicated operation. Therefore, similarly to the measurement image based on the conventional control signal s2, it is possible to create and display a measurement image based on the deviation signal Δs generated in the control system in real time while scanning.

【0034】前述の説明では、説明の便宜上、制御信号
s2を利用する測定像作成処理部22aと偏差信号Δs
を利用する偏差信号像作成処理部22bとを別の処理手
段として説明したが、処理の内容は同じであるので、測
定像作成処理部22aに偏差信号を入力できるように構
成して、測定像作成処理部22aに、偏差信号像作成処
理の機能を持たせるように構成することもできる。
In the above description, for convenience of explanation, the measurement image creation processing unit 22a using the control signal s2 and the deviation signal Δs
Has been described as a different processing means from the deviation signal image creation processing unit 22b, but the content of the processing is the same, so that the deviation signal can be input to the measurement image creation processing unit 22a, and the measurement image The creation processing unit 22a may be configured to have a function of a deviation signal image creation process.

【0035】図4は、前述の或る試料を本実施形態のA
FMにより測定し、信号処理装置22の偏差信号像作成
処理部22bによって、各測定点における偏差信号Δs
の値の大小に応じて白黒の濃淡を対応づけて偏差信号像
を作成し、当該像を表示装置23の画面に表示したもの
である。走査範囲内の最も偏差信号の大きい点に白を、
最も偏差信号の小さい点に黒を対応づけ、その間を高さ
に応じた階調をつけて表示している。この場合にも、偏
差信号像は、図2で示した測定像と同様にリアルタイム
で表示される。特に、このような偏差信号像が作成・表
示できる場合は、比較的高速に走査し、そのために制御
回路20等からなる制御系が追従できず、制御偏差(偏
差信号Δs)が生じている場合である。
FIG. 4 shows the above-mentioned certain sample as the A of this embodiment.
FM, and the deviation signal Δs at each measurement point is measured by the deviation signal image creation processor 22b of the signal processor 22.
The deviation signal image is created by associating black and white shading in accordance with the magnitude of the value, and the image is displayed on the screen of the display device 23. White at the point of the largest deviation signal in the scanning range,
Black is associated with the point where the deviation signal is the smallest, and the area between the points is displayed with a gradation corresponding to the height. Also in this case, the deviation signal image is displayed in real time similarly to the measurement image shown in FIG. In particular, when such a deviation signal image can be created and displayed, scanning is performed at a relatively high speed, so that the control system including the control circuit 20 and the like cannot follow and a control deviation (deviation signal Δs) occurs. It is.

【0036】偏差信号Δsを利用して作られる測定像に
は、次のような特徴がある。窪み形状の底面および窪み
以外の部分は平坦であるので、制御は追従でき、従って
偏差信号Δsはほぼ0である。また、窪みの左側斜面の
部分は、高さの変化が急激であるため制御が追従でき
ず、制御偏差が生じており、右側斜面の部分でも同様に
制御偏差が生じているが、偏差信号Δsの符号は左側斜
面のときと反対になる。何故ならば、左側斜面を走査し
ているとき(この場合、左から右に走査している)は高
さが急激に減少するが、右側斜面では高さが急激に増加
するからである。従って、図4では、左側斜面の部分が
白く、右側斜面の部分が黒く、制御偏差がほぼ0になる
平坦部では、白と黒の中間の階調になっている。このよ
うな表示は、あたかも右側から光を照射した場合の光と
影の状態を演算して表示しているように見えるはずであ
る。実際のところ、図4は図3における立体表示と非常
に近い表示になっている。また、図2では分かりづらか
った窪みの上側の部分の僅かな凸部分(盛り上がり)
や、左側の小さな突起も、図3と同様に、図4でもはっ
きりと認識できる。さらに、試料の傾斜成分について
は、走査範囲全体に渡るゆるやかな高さ変化であるた
め、制御が追従でき、従って図4では傾斜成分はキャン
セルされている。
The measurement image created using the deviation signal Δs has the following characteristics. Since the bottom surface of the dent and the portion other than the dent are flat, the control can follow, so that the deviation signal Δs is almost zero. In addition, control cannot follow the left slope portion of the dent because the change in height is abrupt, and a control deviation occurs. Similarly, a control deviation occurs in the right slope portion, but the deviation signal Δs Is opposite to that on the left slope. This is because the height decreases sharply when scanning the left slope (in this case, scanning from left to right), but increases rapidly on the right slope. Therefore, in FIG. 4, the left slope portion is white, the right slope portion is black, and a flat portion where the control deviation is almost 0 has a gray level intermediate between white and black. Such a display should appear as if the light and shadow states when light is emitted from the right side are calculated and displayed. Actually, FIG. 4 is a display very similar to the stereoscopic display in FIG. In addition, a slightly convex portion (bump) on the upper portion of the depression which was difficult to understand in FIG.
Also, the small protrusion on the left side can be clearly recognized in FIG. 4 as in FIG. Further, the tilt component of the sample is a gradual change in height over the entire scanning range, so that control can be followed, and therefore the tilt component is canceled in FIG.

【0037】なお本実施形態では、制御信号s2に基づ
く測定像と、偏差信号Δsに基づく測定像(偏差信号
像)を、同時にリアルタイムに表示する場合を示してい
るが、どちらか一方のみを選択的に表示できるようにす
るのは容易である。
In this embodiment, the case where the measurement image based on the control signal s2 and the measurement image (deviation signal image) based on the deviation signal Δs are simultaneously displayed in real time, but only one of them is selected. It is easy to make the display possible.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、SPMの測定において制御系で生じる偏差信号を
利用し、例えば偏差信号の大小を色情報に対応させて像
を作成し、表示するようにしたため、高速な走査を行っ
て試料表面の凹凸情報を得ることができる。特に、本来
の制御が追従できず、制御偏差が生じるような高速な走
査の場合に、試料表面の情報を得ることができるという
効果がある。偏差信号を利用して作成される測定像は、
試料表面の形状に対応した像を、あたかも3次元表示し
たような形状を認識しやすい像として、特別な演算をす
ることなく、リアルタイムに表示することができる。従
って、比較的大きな走査範囲で素早く観察を行い、目的
とする観察場所を見つけることが容易になる。また試料
を載置したときの傾斜部分も特別な処理をすることなく
キャンセルすることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, an image is created by using the deviation signal generated in the control system in the SPM measurement, for example, by associating the magnitude of the deviation signal with the color information, Since the display is performed, high-speed scanning can be performed to obtain information on the unevenness of the sample surface. In particular, in the case of high-speed scanning in which the original control cannot follow and a control deviation occurs, there is an effect that information on the sample surface can be obtained. The measurement image created using the deviation signal
An image corresponding to the shape of the sample surface can be displayed in real time as a three-dimensionally recognizable image without any special calculation. Therefore, it is possible to quickly perform observation in a relatively large scanning range and easily find a target observation place. Also, the inclined portion when the sample is placed can be canceled without performing special processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による走査型プローブ顕微鏡の実施形態
を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a scanning probe microscope according to the present invention.

【図2】 本発明の走査型プローブ顕微鏡で制御信号を
用いて得られた測定像の一例を示す、ディスプレー上に
表示した中間調画像の写真である。
2 shows an example of a measurement image obtained by using the control signal with a scanning probe microscope of the present invention, on the display
It is a photograph of the displayed halftone image.

【図3】 図2に示した測定像のデータを利用して傾斜
を有する3次元立体像をソフト的に作成し、ディスプレ
ー上に表示した中間調画像の写真である。
[3] The three-dimensional image software to create having a slope by using the data of the measurement image shown in FIG. 2, Display
-It is a photograph of the halftone image displayed above.

【図4】 本発明の走査型プローブ顕微鏡で偏差信号を
用いて得られた測定像の一例を示す、ディスプレー上に
表示した中間調画像の写真である。
4 shows an example of a measurement image obtained by using the deviation signal with a scanning probe microscope of the present invention, on the display
It is a photograph of the displayed halftone image.

【図5】従来の走査型プローブ顕微鏡の一例を示す構成
図である。
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional scanning probe microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 試料 12 トライポッド 13 試料台 15 探針 16 カンチレバー 17 レーザ光源 18 光検出器 22 信号処理装置 22a 測定像作成処理部 22b 偏差信号像作成処理部 23 表示装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Sample 12 Tripod 13 Sample stand 15 Probe 16 Cantilever 17 Laser light source 18 Photodetector 22 Signal processing device 22a Measurement image creation processing part 22b Deviation signal image creation processing part 23 Display device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 13/10 - 13/24 G12B 21/00 - 21/24 G01B 21/30 H01J 37/28 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 13/10-13/24 G12B 21/00-21/24 G01B 21/30 H01J 37/28 JICST file ( JOIS)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 試料に対向する探針と、前記試料と前記
探針の間の距離を変化させる変位手段と、前記試料の表
面に対して前記探針を相対的に移動させる走査手段と、
前記探針と前記試料の間に生じる物理量に起因して前記
探針に生じる変化量を検出する検出手段と、前記変化量
と基準設定値の差を求め偏差信号を出力する演算手段
と、前記偏差信号を入力し、当該偏差信号が適切条件を
満たすように前記変位手段の動作を制御する制御手段
と、前記走査手段と前記制御手段の各々から出力される
信号を信号処理し表示手段の画面に測定像を表示する信
号処理手段を備えた走査型プローブ顕微鏡において、 前記偏差信号と前記走査手段から出力される信号とを用
いて測定像を作成し、この測定像を前記表示手段の画面
に表示する偏差信号像作成手段を備えたことを特徴とす
る走査型プローブ顕微鏡。
A probe facing a sample; a displacement unit configured to change a distance between the sample and the probe; a scanning unit configured to move the probe relative to a surface of the sample;
Detecting means for detecting an amount of change occurring in the probe due to a physical amount occurring between the probe and the sample; calculating means for obtaining a difference between the amount of change and a reference set value and outputting a deviation signal; A control means for inputting a deviation signal and controlling the operation of the displacement means so that the deviation signal satisfies an appropriate condition; a signal processing means for processing signals outputted from each of the scanning means and the control means; In a scanning probe microscope equipped with a signal processing unit for displaying a measurement image, a measurement image is created using the deviation signal and a signal output from the scanning unit, and the measurement image is displayed on a screen of the display unit. A scanning probe microscope comprising a deviation signal image creating means for displaying.
【請求項2】 前記偏差信号の値の大小を色情報に対応
させて前記測定像を作成し、表示したことを特徴とする
請求項1記載の走査型プローブ顕微鏡。
2. The scanning probe microscope according to claim 1, wherein the measurement image is created and displayed in accordance with the magnitude of the value of the deviation signal corresponding to color information.
【請求項3】 前記走査手段は、前記制御手段による制
御が追従不可状態となり、前記偏差信号が生じるような
高速な走査速度で走査を行うことを特徴とする請求項1
または2記載の走査型プローブ顕微鏡。
3. The scanning unit according to claim 1, wherein the control by the control unit is in a state in which the control unit cannot follow, and scans at a high scanning speed such that the deviation signal is generated.
Or the scanning probe microscope according to 2.
JP02329897A 1997-01-22 1997-01-22 Scanning probe microscope Expired - Fee Related JP3360792B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02329897A JP3360792B2 (en) 1997-01-22 1997-01-22 Scanning probe microscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02329897A JP3360792B2 (en) 1997-01-22 1997-01-22 Scanning probe microscope

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10206440A JPH10206440A (en) 1998-08-07
JP3360792B2 true JP3360792B2 (en) 2002-12-24

Family

ID=12106702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02329897A Expired - Fee Related JP3360792B2 (en) 1997-01-22 1997-01-22 Scanning probe microscope

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3360792B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008275538A (en) * 2007-05-02 2008-11-13 Olympus Corp Three-dimensional profiler and sample image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10206440A (en) 1998-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4174357B2 (en) Scanning probe microscope
US5524479A (en) Detecting system for scanning microscopes
US7478552B2 (en) Optical detection alignment/tracking method and apparatus
KR100904390B1 (en) Scanning probe microscope
JPH04233404A (en) Interatomic-power microscope
WO2006098123A1 (en) Scanning probe microscope and its measuring method
EP0843175B1 (en) Scanning probe microscope and signal processing apparatus
JP6135820B2 (en) Scanning probe microscope
CN110082566B (en) Scanning probe microscope
JP3360792B2 (en) Scanning probe microscope
JPH08233836A (en) Scanning probe microscope, standard device for calibrating height direction thereof and calibration method
TW202111665A (en) Pattern height information correction system and pattern height information correction method
JP2002031589A (en) Scanning probe microscope
WO2005098869A1 (en) Scanning probe microscope with integrated calibration
WO2017221423A1 (en) Data processing apparatus for scanning probe microscopes
JP3560095B2 (en) Scanning probe microscope
JPH09166607A (en) Scanning probe microscope and its measuring method
JP2003014611A (en) Scanning type probe microscope
JP5226837B2 (en) Spot light alignment method of optical displacement detection mechanism for scanning probe microscope
JP3377918B2 (en) Scanning probe microscope
JP7281841B2 (en) scanning probe microscope
JPH08285865A (en) Scanning probe microscope
JP2003215017A (en) Scanning probe microscope
JPH11326347A (en) Scan type probe microscope
US20210316986A1 (en) Scanning probe microscope and method for measuring physical quantity using scanning probe microscope

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071018

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081018

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091018

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091018

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101018

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101018

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111018

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111018

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121018

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees